Артур Кларк Черты будущего

15

Дорога в Лилипутию

Когда в начале XVII века был изобретен микроскоп, перед людьми раскрылась совершенно новая область мироздания. Оказалось, что за пределами видимого невооруженным глазом находится целая вселенная невообразимо крошечных живых созданий, о существовании которой никто и не подозревал. Это открытие, сделанное в ту же пору, когда был создан телескоп, позволивший людям заглянуть в мир, расположенный на другом конце шкалы масштабов, заставило их задуматься над проблемой размеров.

Одним из самых первых — и, конечно, самых известных — плодов этих размышлений явились «Путешествия Гулливера». Гениальный Свифт, вдохновленный собственными любительскими наблюдениями, ухватился за изменение масштабных представлений о мире, порожденное микроскопом, использовав его как сатирический прием, и теперь слова «лилипут» и «бробдингнаг» вошли в наш повседневный язык. Вошла в наш обиход и стихотворная строфа Свифта, часто, правда цитируемая невпопад:
Приметили натуралисты: у блохи

Есть тоже блохи, что ее кусают,

А тех грызет еще помельче тварь,

И так до бесконечности вершится…

Более поздние писатели уже не позволяли таким препятствиям, как размеры героев, становиться на пути развития сюжета; они изобретали пилюли, с помощью которых персонажи уменьшаются или увеличиваются в размерах. Бессмертная Алиса Льюиса Кэррола, вероятно, самой первой отведала одного из этих снадобий, до сих пор не вошедших в фармакопею, и неприятности, которые может повлечь за собой их употребление, нигде еще не были описаны столь ярко.

Идея микро- и субмикромира вновь возродилась в 20-х годах нашего века, когда работы Резерфорда и других ученых раскрыли ядерную природу атома. Мысль, выраженная в стихе Свифта, вновь получила подтверждение, но в куда более головокружительных масштабах. Каждый атом может быть миниатюрной солнечной системой, где электроны играют роль обитаемых планет, а наша солнечная система, с другой стороны, возможно, всего лишь атом какой-то сверхвселенной.

Эту тему с увлечением подхватил плодовитый писатель-фантаст Рэй Каммингс. Его выучке могли позавидовать многие из его коллег — он в течение пяти лет был секретарем Эдисона. В рассказе «Девушка в золотом атоме» (1919) и других Каммингс уменьшает целый ряд своих героев до субэлектронного размера, с несколько излишним многословием расправляясь с такими проблемами, как навигация в межъядерном пространстве и отыскание нужного атома (и нужной девушки) среди нескольких септильонов атомов, из которых состоит кусочек золота.

Сравнительно недавно Голливуд удивил многих из нас, сделав отличный фильм на тему о маленьких существах: я имею в виду фильм «Невероятно уменьшающийся человек»; 90 процентов культурных любителей кино, очевидно, составили о нем мнение по неудачному названию и потому не смотрели его. Между тем самое невероятное в этом «уменьшающемся человеке» (и мне думается, что мы должны быть благодарны за это автору и сценаристу Ричарду Матисону) заключается в том, что он необыкновенно вероятен. К тому же в фильме нет традиционного «хеппи энд», и от этого судьба героя становится трогательной и странно волнующей. Впрочем, наверно, меня слишком легко удовлетворить; в наше время такая редкость обнаружить искорку мысли в фильмах, которые кинопродюсеры благоволят именовать научно-фантастическими.

В связи с рассказами о миниатюрных мирах и микромирах возникают два вопроса: могут ли такие миры существовать (не обязательно на нашей планете), и если да, то можем ли мы наблюдать эти миры или проникать в них?

Что касается первого из вопросов, я думаю, что на него можно дать вполне определенный ответ, основанный на законах, известных всем инженерам и биологам, но неведомых, увы, тем журналистам, которые любят щеголять избитыми лжеафоризмами типа: «Если бы комар был величиной с человека, он смог бы носить десятитонный груз». (В действительности он не смог бы носить даже себя самого.)

Для каждого из размеров некоторые вещи возможны, а другие — невозможны. Весь мир живых существ со всем его изумительным богатством и разнообразием видов подчиняется элементарной геометрической зависимости, которая гласит: если удвоить линейные размеры объекта, то площадь его увеличится вчетверо, а объем (и, следовательно, вес) возрастет в восемь раз. Из этой банальной математической истины вытекают важнейшие следствия. Из нее следует, например, что мышь не может быть ростом со слона и слон не может быть таким маленьким, как мышь, а человек не можем быть ростом ни с мышь, ни со слона.

Рассмотрим пример с человеком. Он уже и так гигант, одно из самых крупных животных. Эта мысль покажется несколько неожиданной большинству людей; они забывают, что названия животных крупнее человека можно уместить на одном листке бумаги, а названиями животных по размерам меньше человека, можно было бы заполнить несколько томов.

Размеры homo sapiens колеблются в довольно значительных пределах, хотя представители крайностей встречаются очень редко. Самый высокий человек, который когда-либо жил на Земле, был, вероятно, раз в пять выше самого низкорослого. Но вам пришлось бы перебрать миллионы людей, чтобы встретить двух, из которых один был бы вчетверо выше другого, — если, конечно, вам не доведется попасть в цирк, где демонстрируются восьмифутовый гигант (2 метра 40 сантиметров) и двухфутовый (60 сантиметров) карлик. Впрочем, если вы и натолкнетесь на такую пару, то скорее всего обнаружите, что оба они больные и несчастные люди, которые вряд ли долго проживут.

Дело в том, что человеческое тело — это произведение архитектуры, которое сконструировано так, что обладает наилучшими характеристиками при росте в 150–180 сантиметров. Удвойте рост, и человек будет весить в восемь раз больше, а площадь поперечного сечения костей скелета, которые поддерживают тело, увеличится всего вчетверо. Поэтому величина напряжений, возникающих в костях, увеличится вдвое. Гигант ростом в три с половиной метра возможен, однако его кости будут часто ломаться, и двигаться ему придется с очень большой осторожностью. Чтобы 31/2-метровый вариант homo sapiens смог существовать, понадобились бы значительные изменения в его конституции, а не просто масштабное увеличение. Ноги пришлось бы сделать пропорционально гораздо толще, как явствует из примера слона. И лошадь, и слон в принципе имеют одинаковое строение, типичное для четвероногих, но сравните относительную толщину их ног! Слон, по-видимому, обладает размерами, почти предельными для сухопутного животного. Этот предел был в свое время достигнут (если не превзойден) сорокатонными бронтозаврами и самым крупным из млекопитающих, невероятно гигантским носорогом белуджитерием, плечо которого возвышалось над землей почти на пять с половиной метров. (Для сравнения напомню, что рост жирафа несколько меньше пяти метров.)

За пределами этих размеров ни одно строение из мышц и костей не выдержит собственной тяжести; если где-нибудь во Вселенной действительно существуют гиганты, у них должны быть кости из металла, а это было бы сопряжено с весьма трудными биохимическими проблемами. Либо уж они должны жить в мире малой тяжести — возможно, даже непосредственно в космическом пространстве, где вес перестает существовать. Но может ли жизнь приспособиться к условиям космического пространства только за счет чисто эволюционного процесса? Это один из самых интересных вопросов внеземной зоологии. Почти все биологи ответили бы: «Конечно, нет!», мне же кажется, что было бы неразумно недооценивать возможности природы, учитывая современный уровень нашего неведения.

Переходя к малым размерам, мы обнаруживаем, что связанные с этим проблемы далеко не столь очевидны, однако они имеют такой же коренной характер. На первый взгляд кажется, что нет серьезных причин, по которым человек ростом в тридцать сантиметров не мог бы быть жизнеспособным. Ведь есть много млекопитающих таких же размеров и с таким же скелетом; некоторые из небольших обезьян, например, очень похожи на крошечных людей.

Однако при более внимательном исследовании выясняется, что у них совершенно иные пропорции, их конечности намного тоньше, чем у человека. Если человек, увеличенный до шестиметрового роста, был бы чересчур хрупким и немощным для своего веса, то человек, уменьшенный до роста тридцать сантиметров, был бы, наоборот, безнадежно неуклюжим и чересчур мускулистым. Маленьким животным нужны гораздо более тонкие конечности. Это наглядно демонстрируют насекомые с их зачастую предельно нежными ножками и крылышками. К тому моменту, когда «невероятно уменьшающийся человек» стал ростом в несколько сантиметров, собственные чересчур мощные мускулы разорвали бы его на части.

Впрочем, еще задолго до этого разладились бы столь многие процессы жизнедеятельности, что этот человек умер бы от десятка разных причин. Отказали бы все сложные механизмы тела — дыхание, кровообращение, терморегуляция, не говоря уже о многих других, менее известных. Став вдесятеро меньше ростом, этот «невероятный человек» весил бы в тысячу раз меньше. (Не будем допытываться, куда девались пропавшие 99,9 процента веса; если же вес остался прежним, то его тело стало в пятьдесят раз плотнее платины и он уже проломил пол и упал в подвал.) А площадь поверхности легких, стенок желудка, площадь поперечного сечения вен и артерий уменьшилась не в тысячу, а всего в сто раз. Все процессы обмена веществ в его организме в расчете на единицу массы должны проходить в десять раз быстрее, чем прежде; такой человек, вероятно, скончался бы от теплового удара вследствие перепроизводства энергии его организмом.

Этот ход рассуждений приведет к одинаково абсурдному выводу для любой из функций организма, потому что сама исходная предпосылка напоминает известный логический прием «reductio ad absurdum». Теперь нам совершенно ясно, что, если бы и существовали средства увеличения или уменьшения размеров человека, он даже при сравнительно небольшом изменении своих масштабов потерял бы жизнеспособность и вскоре погиб бы. Человек никогда не сможет подкрадываться к воинам-муравьям, пробираясь сквозь травяные джунгли, а тем более — жениться на принцессе, обитающей в атоме золота.

Высказав это утверждение, я хотел бы сделать одну небольшую оговорку. Можно привести очень убедительные доводы, подтверждающие, что сейчас человек значительно крупнее, чем ему нужно. Большая физическая сила и высокий рост станут все меньше и меньше необходимы в будущем. Более того, крупное телосложение будет помехой — особенно в тесных помещениях космических кораблей. Кто-то полушутя-полусерьезно предлагал в качестве одного из путей к ослаблению надвигающейся нехватки пищи и сырья выведение менее рослой породы людей. Уменьшение роста людей даже на 10 процентов в среднем имело бы очень значительные последствия, так как для низкорослых людей нужны меньших размеров дома, автомобили, мебель, одежда и так далее.

Если все люди будут ростом около 90 сантиметров, никто, разумеется, не будет считаться карликом. При этом мир мог бы без затруднений обеспечить всем необходимым население удвоенной численности по сравнению с существующим сейчас. Однако из всех мыслимых направлений развития человечества это направление кажется наименее вероятным: ведь в результате улучшения питания и медицинского обслуживания люди становятся крупнее, а не мельче. Так, средний рост выпускников Гарвардского университета, целиком принадлежащих, правда, к привилегированным классам, от поколения к поколению увеличивается на два с половиной сантиметра — темп просто поразительный; если так пойдет и дальше, то к 3000 году питомцы Гарварда окажутся в очень затруднительном положении! Повернуть вспять этот процесс может только безжалостная и всемогущая всемирная диктатура. Диктаторы, как правило, низкорослые люди, и нетрудно вообразить, что какому-нибудь будущему Гитлеру или Муссолини в угоду своему комплексу неполноценности взбредет в голову сделать своих подданных еще ниже ростом, чем он сам. Правда, надо сказать, что он вряд ли сумел бы дождаться при жизни сколько-нибудь заметных результатов своей затеи.

Маленькие живые существа не могут быть подобны человеку, а человек не сможет жить, если его размеры резко уменьшатся. Однако это отнюдь не исключает возможности существования крошечных и в то же время разумных организмов, при условии что по своему строению они не будут походить на человека. Варьируя свои конструкции, природа превосходно обходит ограничения, налагаемые изменениями масштаба. Рассмотрим, например, различие между альбатросом и самой крохотной мошкой, едва видимой глазом. Оба эти существа летают, махая крыльями, и на этом сходство кончается. Любой, знающий только мошек, мог бы представить весьма убедительные доводы против возможности существования альбатросов, и наоборот. Между тем и мошки и альбатросы существуют, и те и другие летают, хотя альбатрос весит в миллиард раз больше, чем мошка. Они представляют собой крайние точки эволюционного спектра, где ресурсы биологических материалов и механизмов использованы до предела. Ни одна птица намного крупнее альбатроса не может летать, как это явствует из примеров страусов, моа и их гигантских предков, столь же ужасающих, как динозавры. Ни одно насекомое намного меньше мошки не могло бы управлять своим передвижением в воздухе; оно беспомощно плавало бы в нем подобно планктону, безвольно носимому морскими течениями, но летать бы оно не смогло.

Таким образом, даже полное изменение строения организма допускает лишь ограниченное, а не беспредельное уменьшение размеров. Рано или поздно нам преграждает путь то обстоятельство, что основные структурные элементы живых организмов, так сказать строительные кирпичики жизни, нельзя существенно уменьшить. Все животные построены из клеток, и все клетки имеют примерно одинаковые размеры. Клетки слона всего лишь вдвое крупнее клеток мыши.

Живые существа можно сравнить с домами, построенными из кирпичей, которые лишь немного различаются по размерам. Отсюда следует, что очень маленькие организмы должны быть в то же время и очень примитивными, так как они состоят из ограниченного количества компонентов. Ведь нельзя же построить кукольный домик из обычных кирпичей.

Разум, как бы ни истолковывали его сущность и происхождение, является, по меньшей мере частично, побочным продуктом сложности многоклеточных структур. Маленький мозг не может быть столь же сложным, как большой мозг, поскольку в нем будет меньше клеток. Можно представить себе, что человеческий мозг будет продолжать удовлетворительно работать, если его размеры уменьшатся вдвое, но уж никак не вдесятеро.

Если на планетах с мощными гравитационными полями живут существа, рост которых не превышает нескольких сантиметров, они не могут быть разумными, если не восполнят недостаток роста увеличением ширины, чтобы разместить соответствующий объем мозга. В мирах, где ускорение силы тяжести в 50 раз превышает земное, могут существовать животные кукольных размеров, однако все способное к разумному мышлению будет тогда походить не на куклу, а на блин.

Не только разум, но и сама жизнь становится невозможной по мере продвижения вниз по шкале размеров. Гранулярность, присущая живой природе, начинает появляться вблизи пределов разрешающей способности современных микроскопов. Как клетка является основным строительным кирпичиком всего живого, так атомы и молекулы представляют собой кирпичики, из которых строятся клетки. Некоторые микроскопические бактерии насчитывают всего несколько десятков молекул в каждой из своих сторон; вирусы, располагающиеся на грани между живым и неживым, — еще меньше размерами. Но дом не может быть меньше одного кирпича, и ничто живое не может быть меньше одной белковой молекулы, составляющей химическую основу жизни. Длина самых крупных белковых молекул равна примерно миллионной доле сантиметра, эта удобная для запоминания круглая цифра представляет собой последнюю веху живого мира при движении вниз по шкале размеров.

Хотя вполне возможно, что на других планетах существуют более эффективные типы организмов (было бы нескромно, пожалуй, утверждать обратное), однако вряд ли их эффективность настолько высока, чтобы повести к изменению выводов, сделанных нами ранее. Поэтому можно отбросить, как чистейший вымысел, все изобретательные истории о крошечных (и даже микроскопических) космических кораблях. Если у вас над ухом настойчиво жужжит странный металлический предмет, похожий на жука, то это все-таки только жук, а не что-либо другое.

Теории субвселенной и предположения о том, что атомы могут представлять собой миниатюрные солнечные системы, не заслуживают подробного рассмотрения. Эта тема в научной фантастике ныне практически уже изжила себя; конец ей пришел, когда было установлено, что электроны ведут себя совсем не как планеты, являясь то частицами, то волнами. Удобная и простая модель атома Резерфорда — Бора просуществовала всего несколько лет, но даже в этой модели предусматривалось мгновенное перескакивание электронов с одной орбиты на другую, которое причинило бы немалое беспокойство их обитателям. Волновая механика, принцип неопределенности и открытие таких загадочных частиц, как мезоны и нейтрино, с полной ясностью показали, что атомы совершенно непохожи ни на солнечные системы, ни на что другое, с чем прежде сталкивался человеческий разум.

Я вспоминаю с легким содроганием, что в журнале «Эмейзинг сториз» в 1932–1935 годах некто Дж. Скидмор опубликовал целую серию россказней о субатомном романе между электроном Негой и протоном Пози. Как вообще мог сочинитель растянуть этот ужасающий вздор на пять рассказов, когда он не заслуживал и одного, я просто ума не приложу. Насколько удалась ему эта стряпня, можно судить по тому, что, хотя я и прочитал всю серию о Неге и Пози, когда она публиковалась, сейчас никак не могу вспомнить, состоялась ли наконец встреча субатомных влюбленных, и если да, то чем она завершилась. Эта неясность положительно угнетает меня, но от библиотеки Конгресса в Вашингтоне меня отделяют шестнадцать тысяч километров, и я ничего не могу поделать.

Почти неизменно в рассказах о микрокосмических вселенных игнорируется то обстоятельство, что изменение размеров всегда сопряжено с соответствующим изменением хода времени. Для маленьких существ характерна короткая активная жизнь; птицам и мухам мы должны казаться очень медлительными, вялыми созданиями. Если мы будем рассматривать предельный случай, то есть атом, и предположим, что кружащиеся электроны представляют собой целые миры, то «год» у них должен быть фантастически коротким. В модели атома водорода Резерфорда — Бора единственный орбитальный электрон делает примерно квадрильон оборотов вокруг ядра за каждую секунду . Если принять, что один оборот электрона соответствует меркурианскому (Меркурий — ближайшая к Солнцу планета) году, который длится 88 земных суток, то это будет означать, что в атоме водорода время идет примерно в десять секстильонов раз быстрее, чем в нашей макроскопической Вселенной.

Поэтому ни один герой научно-фантастического романа не смог бы дважды посетить один и тот же субатомный мир. Если бы он вернулся в нашу Вселенную хотя бы на один час и затем вновь проник в атом, он обнаружил бы, что за время его отсутствия прошли сотни миллиардов лет. И наоборот: любое путешествие в микромир должно быть практически мгновенным по нашему масштабу времени, иначе путешественник умер бы от старости среди атомов. Мне вспоминается один рассказ, в котором ученый послал дочь и своего ассистента в непродолжительное путешествие в субатомную вселенную, а через пару минут в полном смятении встречал несколько сотен своих пра-пра-пра-пра-правнуков. Но даже и в этом случае, хотя автор рассказа был на верном пути, я боюсь, что он существенно недооценил масштабы этой проблемы. Речь должна идти не о нескольких человеческих поколениях, а о времени, во много раз превышающем срок жизни Солнца.

Время может стать барьером еще более неодолимым, нежели пространство; мы почувствуем это с особой силой, если когда-нибудь обнаружим разумные существа чрезвычайно больших размеров и попытаемся установить с ними связь. Некоторые писатели уже разрабатывали эту идею; она отнюдь не противоречит моим предшествующим замечаниям о невозможности существования гигантов. Я говорил об обитателях планет, но могут быть существа, превышающие по размерам планеты.

Этой темой занимался профессор Фред Хойл, и какого бы мнения ни придерживались относительно его космологических теорий, никто не сомневается в том, что астрофизику-то он знает. В «Черном облаке» Хойл очень убедительно и правдоподобно описывает газообразного пришельца из межзвездного пространства, своего рода мыслящую комету диаметром в несколько сот миллионов километров.

Так вот, даже если бы «мысли» подобного существа распространялись посредством радиоволн, как предположил Хойл, то на преодоление такого расстояния из конца в конец одному импульсу понадобилось бы десять минут. На прохождение через человеческий мозг нервный импульс затрачивает несколько тысячных долей секунды, поэтому длительность процессов мышления, в которых участвует все «черное облако», в целом была бы, вероятно, в миллион раз больше, нежели в мозге человека. Мы бы порядком истомились, дожидаясь ответов «облака»; на передачу короткого предложения ему понадобилось бы около двух месяцев.

Однако «черное облако» могло бы разговаривать в свойственном нам темпе или даже в темпе наших самых быстродействующих телетайпов, если бы оно предоставило решать эту столь тривиальную проблему крошечному участку, заключенному в его объеме. Однако в этом случае мы вряд ли имели бы право утверждать, что установили связь с «облаком» в целом, с равным правом человек мог бы сказать, что он установил контакт с муравьем на том основании, что у него на ноге дернулся палец, когда муравей пополз по ступне.

Эти размышления мало благоприятствуют нашим представлениям о величии человека, но их нельзя считать обязательно фантастичными. Обратившись в сторону убывающих размеров, по направлению к атому, мы увидим, что на несколько порядков ниже нас обрывается сначала высшая нервная деятельность, а затем и жизнь вообще. В обратном направлении такого тупика нет, и мы пока не имеем даже отдаленного представления о том, какое место занимает человечество в иерархии Вселенной. В межзвездном пространстве могут обитать разумные создания столь же гигантские, как планеты или солнца… или даже солнечные системы. И может быть, как много лет назад предположил Олаф Стэплдон, вся Галактика в целом эволюционирует в направлении к сознанию, если это уже не совершилось. В конце концов количество звезд в Галактике вдесятеро превышает количество клеток в головном мозге.

Дорога в Лилипутию коротка и кончается тупиком. Иное дело — дорога в Бробдингнагию; мы можем видеть лишь небольшой участок этого пути, устремляющегося в межзвездное пространство, и нам не дано еще знать, какие неведомые странники шествуют по нему. Впрочем, для сохранения спокойствия нашего духа будет неплохо, наверно, если мы никогда о них не узнаем.